111Q002｜第111回 薬剤師国家試験 過去問
イオン強度 I を求める式として正しいのはどれか。１つ選べ。ただし、ci はイオ ン種 i のモル濃度、zi はそのイオンの電荷である。
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正解: 5
正答
5
この問題のポイント
イオン強度では、各イオンのモル濃度だけでなく電荷の大きさを二乗して重み付けし、全イオンについて足し合わせた後に2分の1を掛けます。
解説
定義式は I = 1/2 Σᵢcᵢzᵢ² です。陽イオンと陰イオンをともに数えるため係数1/2が必要で、zᵢを二乗するので電荷の符号は寄与を打ち消しません。例えば同じ濃度なら、2価イオンは1価イオンの4倍寄与します。公式紙面の数式と照らすと、この3点をすべて満たすのは選択肢5です。packでは数式の上下配置が文字列化されているため、各肢は公式紙面上の式も併記して判定します。
選択肢の確認
1．I ＝ ∑ ci zi：公式紙面では I = Σcᵢzᵢです。電荷を二乗せず、正負の寄与が相殺され得るため誤りです。
2．I ＝ ∑ ci 2zi：公式紙面では I = Σcᵢ²zᵢです。二乗する対象が濃度になっており、定義と異なります。
3．I ＝ ∑ ci zi 2 2 ∑ ci：公式紙面では I = Σcᵢzᵢ²です。電荷の二乗はありますが、係数1/2がありません。
4．I ＝ 1 2zi 2 ∑ ci zi：公式紙面では I = 1/2 Σcᵢ²zᵢです。濃度ではなく電荷を二乗する必要があります。
5．I ＝ 1 2：正答。公式紙面では I = 1/2 Σcᵢzᵢ²であり、定義どおりです。
覚えるポイント
イオン強度は「2分の1、濃度は一乗、電荷は二乗」と式の各部分を対応させて覚えます。